(57)【要約】      （修正有）【課題】ワーク面内の温度をより均一にするプラズマＣＶＤ装置及びその制御方法を提供する。【解決手段】プラズマＣＶＤ装置１は、ワーク３０にチャンバ１０内で薄膜を生成するプラズマＣＶＤ装置である。プラズマＣＶＤ装置１は、ワーク３０を加熱するためヒータ１１であって、ワーク面を複数の領域に分割した部分毎に、温度調節できる分割ヒータ１１ａ，１１ｂ，１１ｃと、ワーク面の反り量又はワークの温度のいずれか１以上を検出する、複数のセンサ１２ａ，１２ｂ，１２ｃと、複数のセンサの検出結果に応じて、ワーク面内で反りが発生している領域、又は温度分布が偏っている領域を計測し、当該領域を加熱する分割ヒータの温度を制御して、ワーク面内の温度分布の偏りを調整する制御部２０と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークにチャンバ内で薄膜を生成するプラズマＣＶＤ装置であって、
前記ワークを加熱するためのプレートヒータであって、前記ワーク面を複数の領域に分割した部分毎に、温度調節できる分割ヒータと、
前記ワーク面の反り量又は前記ワークの温度のいずれか１以上を検出する、複数のセンサと、
複数の前記センサの検出結果に応じて、前記ワーク面内で反りが発生している領域、又は温度分布が偏っている領域を計測し、当該領域を加熱する前記分割ヒータの温度を制御して、前記ワーク面内の温度分布の偏りを調整する制御部と、を有するプラズマＣＶＤ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマＣＶＤ装置に関し、特にヒータ温度の制御技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法では、炉の内部に、薄膜の材料となる気体を送り込み、高周波や熱により気体をイオン化する。そして、ヒータによりワークを成膜温度まで加熱し、加熱されたワークの表面に薄膜を形成する。
【０００３】
この際、ワークを加熱されたヒータ上に置くと、ワークとヒータの温度差により、ワークに反りが発生する。ワークに反りが発生すると、ワークとヒータの接触状態が変化するために、ワーク面内の温度分布に偏りが生じる。すると、製膜温度がワーク面内で変わるため、生成される薄膜の膜厚にばらつきが生じてしまう。
【０００４】
特許文献１には、ワークの温度を温度センサにより直接検出し、直接検出した温度をフィードバックしてヒータの温度制御を行う技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−７０６７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、温度センサが１つしかないため、ワーク面内の温度分布の偏りを解消することはできず、従って、ワークに生成される薄膜の膜厚にばらつきが生じていた。
【０００７】
また一般に、ヒータの熱により生じるワークの反りを防止するために、試料台の上に誘電層を設け、試料台とワークとの間に電圧を印加し、両者の間に発生した力によりワークを吸着する静電チャックが利用されている。しかしながら、このような機構は高価であるという問題があった。
【０００８】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、ワーク面内の温度をより均一にするプラズマＣＶＤ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るプラズマＣＶＤ装置は、ワークにチャンバ内で薄膜を生成するプラズマＣＶＤ装置であって、ワークを加熱するためヒータであって、ワーク面を複数の領域に分割した部分毎に、温度調節できる分割ヒータと、ワーク面の反り量又はワークの温度のいずれか１以上を検出する、複数のセンサと、複数のセンサの検出結果に応じて、ワーク面内で反りが発生している領域か、又は温度分布が偏っている領域を計測し、当該領域を加熱する分割ヒータの温度を調整する制御部と、を有するものである。
【００１０】
これにより、ワークの反り量及び温度分布の偏りのいずれか１以上に応じて、分割ヒータの温度を変更し、ワーク面内の温度を調整することができる
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ワーク面内の温度をより均一にするプラズマＣＶＤ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態にかかるプラズマＣＶＤ装置の一実施例の概要を示す図である。
【図２】実施の形態にかかるプレートヒータの一例を示す図である。
【図３】実施の形態にかかるセンサと、それぞれセンサの測定点を示す図である。
【図４】実施の形態にかかるワーク３０の薄膜の製造工程の一部を示すフローチャートである。
【図５】図４の各ステップにおけるワーク３０とプレートヒータ１１の概要を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。本実施の形態にかかるプラズマＣＶＤ装置は、ワークの表面に薄膜を形成する際、ワーク表面の反り量及び表面温度のいずれか１以上の測定値に基づき、プレートヒータの温度を部分毎に調整し、ワーク面の温度をより均一に制御するものである。
【００１４】
図１は、本実施の形態にかかるプラズマＣＶＤ装置の一実施例の概要を示す図である。プラズマＣＶＤ装置１は、チャンバ１０と、プレートヒータ１１と、センサ１２ａ〜１２ｃと、ガス供給口１３と、ガス導入口１４と、電極１５と、シャワーヘッド１６、真空排気口１９と、制御部２０を有する。チャンバ１０は、真空排気口１９を介して真空排気される。
【００１５】
プレートヒータ１１は、ワーク３０に薄膜を形成するためにワーク３０を加熱するものである。プレートヒータ１１は、複数の領域に分割され、分割された領域毎に、制御部２０により温度調整が可能な分割ヒータ１１ａ〜１１ｃを有する。
【００１６】
センサ１２ａ〜１２ｃは、ワーク面の温度及び反り量のいずれか１以上を測定する。センサ１２ａ〜１２ｃは、それぞれの下に位置するワーク３０の表面上の測定点３１ａ〜３１ｃ（図３参照）について、測定を行う。そして、測定結果を制御部２０に出力する。
【００１７】
ガス供給口１３を介して、ワーク３０に薄膜を形成するガスが送り込まれる。ガス供給口１３を介して供給されたガスは、ガス導入口１４を介してチャンバ１０内部に供給される。
【００１８】
電極１５は、チャンバ１０内のガスに高周波を印加する電極であり、プレート状に形成され、チャンバ１０の上部にとりつけられている。本実施の形態においては、電極１５と、チャンバ１０との間に高周波が印加される構成となっており、高周波を印加することより、チャンバ１０内部のガスをイオン化する。
【００１９】
シャワーヘッド１６は、上段プレート１７と下段プレート１８とを有し、ガス導入口１４を介して供給されたガスをワーク３０の平面に対して均一に透過させる。
【００２０】
真空排気口１９は、外部のコンプレッサに接続され、該コンプレッサは真空排気を実施することにより、チャンバ１０内部の気圧を低下させる。
【００２１】
制御部２０は、センサ１２ａ〜１２ｃの測定結果に基づき、当該測定点の下に位置する分割ヒータ１１ａ〜１１ｃの温度を調整する。
【００２２】
図２は、プレートヒータ１１の一例を示す図である。ここでは、プレートヒータ１１は、例えば３つの領域に分割され、内部に３つの分割ヒータ１１ａ〜１１ｃを有する。分割ヒータ１１ａ〜１１ｃは、それぞれが制御部２０により温度制御される。これにより、本実施の形態にかかるプレートヒータ１１は、ワーク３０に対し、ワーク３０の平面を分割した分割領域毎に温度を調整することが可能である。なお、図２はあくまで一例であり、プレートヒータ１１が領域毎に温度を調整可能であれば他の形状であってもよい。
【００２３】
図３は、センサ１２ａ〜１２ｃのそれぞれの測定点３１ａ〜３１ｃを示す図である。図３（ａ）は、ワーク３０面内の測定点３１ａ〜３１ｃを示す図である。センサ１２ａ〜１２ｃが温度を測定する場合、測定点３１ａ〜３１ｃの表面温度を測定する。
【００２４】
センサ１２ａ〜１２ｃがワーク反り量を測定する場合、プレートヒータ１１の表面から、プレートヒータ１１の垂直上に位置するワーク３０までの距離を測定する。一例として、センサ１２ａの場合を説明する。図３（ｂ）は、プレートヒータ１１と、プレートヒータ１１上に設置されたワーク３０とを、測定点３１ａを通る断面で拡大した図である。センサ１２ａは、プレートヒータ１１表面の点Ａから、点Ａの垂直上にあるワーク３０面上の点Ｂとの距離を求める。制御部２０は、当該点Ａから点Ｂまでの距離ｈが大きい測定点を含む領域ほど、ワーク３０の反り量が大きいと判断して、分割ヒータ１１ａの温度を調整する。
【００２５】
すなわち、制御部２０は、ワーク３０の反り量に偏りがあると判断した場合、ワーク３０の反り量が他の領域より大きいと判断された領域の下に位置する分割ヒータの温度を上昇させる。又は、ワークの反り量が他の領域より小さいと判断された領域の下に位置する分割ヒータの温度を低下させる。これにより、ワーク３０面内の温度分布をより均一にする。
【００２６】
また、制御部２０は、センサ１２ａ〜１２ｃからそれぞれの温度の測定結果を受け取り、温度分布に偏りがあるか否か判断する。ワーク３０の温度分布に偏りがあると判断した場合、ワーク３０の測定温度が他の領域より大きいと判断された領域の下に位置する分割ヒータの温度を低下させる。ワーク３０の測定温度が他の領域より小さいと判断された領域の下に位置する分割ヒータの温度を上昇させる。これにより、ワーク３０面内の温度分布をより均一にする。
【００２７】
本実施の形態では、プラズマＣＶＤ装置は、ワーク３０を複数に分割した領域毎に温度の調節が可能なプレートヒータ１１を有し、ワーク３０表面の複数の測定点３１ａ〜３１ｃの反り量と、温度の測定結果とのいずれか１以上に基づき、分割ヒータの温度制御することで、プレートヒータ１１の温度を領域毎に調整する。これにより、ワーク３０表面の温度、すなわち、成膜温度を均一に制御することができる。そのため、ワーク表面に形成される薄膜の厚みをより均一にすることができる。
【００２８】
次に、本実施の形態にかかる薄膜の製造工程について説明する。図４は、ワーク３０の薄膜の製造工程の一部を示すフローチャートであり、図５（ａ）〜（ｄ）は、図４の各ステップにおけるワーク３０とプレートヒータ１１の概略を示す。まず、図５（ａ）に示すように、ワーク３０を加熱したプレートヒータ１１の上に設置する（ステップＳ１）。この際、ワーク３０とプレートヒータ１１との温度差により、ワーク３０に反りが発生する場合がある。
【００２９】
次に、図５（ｂ）に示すように、センサ１２ａ〜１２ｃにより、測定点３１ａ〜３１ｃの表面温度、及び反り量のいずれか１以上を測定し、制御部２０に出力する（ステップＳ２）。図５（ｃ）に示すように、制御部２０は、センサ１２ａ〜１２ｃから受け取った測定結果に基づき、反り量の大きい領域及び温度分布の偏りを検出する（ステップＳ３）。制御部２０は、反り量及び温度分布に応じて、分割ヒータ１１ａ〜１１ｃのいずれか１以上を制御し、ワーク３０面内の温度をより均一に制御する。そして、図５（ｄ）に示すように、ヒータ１１の温度が安定したら、ガス導入口１４から供給されたガスに、高周波を印加することにより、ワーク３０上にプラズマ４０を発生させ、成膜処理を開始する（ステップＳ４）。
【００３０】
本実施の形態にかかるプラズマＣＶＤ装置１によれば、高価な静電チャック等の機構を利用することなく、ワーク面内の温度をより均一にすることができ、より均一な厚みの薄膜を形成することができる。
【００３１】
なお、本発明は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは勿論である。
【符号の説明】
【００３２】
１  プラズマＣＶＤ装置
１０  チャンバ
１１  プレートヒータ
１１ａ  分割ヒータ
１１ｂ  分割ヒータ
１１ｃ  分割ヒータ
１２ａ  センサ
１２ｂ  センサ
１２ｃ  センサ
１３  ガス供給口
１４  ガス導入口
１５  電極
１６  シャワーヘッド
１７  上段プレート
１８  下段プレート
１９  真空排気口
２０  制御部
３０  ワーク
３１ａ  測定点
３１ｂ  測定点
３３ｃ  測定点
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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